Hagfish še zdaleč niso ljubki. Rožnate jegulje, ki so podobne jeguljam, imajo okoli ust ustja zoblastih konic, ki jim omogočajo, da se vdrejo v propadajoče živali, kot črvi v umazaniji. Toda te čudne kroglice so neverjetno uspešne, lahko naseljujejo v različnih okoljih in to počnejo razmeroma nespremenjeno že več kot 300 milijonov let. Eden od ključev do njihovega uspeha je iznajdljiv obrambni mehanizem: sluz.
Ko napadli plenilci, ti hudomušni kreterji aktivirajo svoje sluznice in z želatinozno zamašitvijo zamašijo škrge svojih sovražnikov - sorte gooey poper, ki jim omogoča, da pobegnejo neokrnjeni. Malo morskih bitij je opremljenih za izziv tega sluzavega obrambnega sistema. Zdaj ameriška mornarica upa, da bo izkoristila moč sluzi in sintetizirala umetno različico, da bi svoje potapljače varovala v globino.
Če lahko preženete „fazni“ faktor gnojne sluzi, ima morska želatina številne zaželene lastnosti. Goo je narejen iz mikroskopskih filamentov, in čeprav so kožne niti tanjše, kot je široka krvna celica, so presenetljivo močne. Prav tako so izjemno dolgi in se raztezajo skoraj šest centimetrov. Toda lastnost, ki je zaintrigirala številne raziskovalce - in pritegnila oko mornarskih znanstvenikov - je zmožnost sluzi za širjenje. Ryan Kincer, inženir materialov iz centra za mornarsko površinsko vojsko v Panama City, ko se meša z vodo, pomeša z vodo, lahko naraste do skoraj 10.000-krat večja od začetne količine.
Josh Kogot, Michelle Kincer in Ryan Kincer dokazujejo elastičnost sluzi, ki jo izločajo pacifiški hagfish v laboratoriju. (Fotografija ameriške mornarice Ron Newsome) Raziskovalci mornarice trdijo, da so izolirali gene, ki kodirajo ekspanzivne nitke, ki sestavljajo sluz, ki jih pravzaprav sestavljata dva ločena proteina, razlaga Josh Kogot, raziskovalni biokemik, ki dela na projektu. Te gene so vstavili v dve seriji bakterij E. coli, ki omogočajo mikrobom, da delajo beljakovine. Nato so iznašli način, kako združiti te beljakovine, da ustvarijo sluzaste nitke. Znanstveniki so lahko potrdili, da so bile nitke iz umetne sluzi v resnici podobne dejanskim dejanjem, saj so jih natančno pregledale pod skenirajočim elektronskim mikroskopom.
Pomembno je opozoriti, vendar mornarica ni objavila nobenega od njihovih rezultatov. In lahko razkrijejo le omejeno število podrobnosti o svojih raziskavah zaradi "potencialne intelektualne lastnine in možnega sporazuma o licenciranju tehnologije z industrijskim partnerjem", je v e-poštnem sporočilu zapisala Katherine R. Mapp, uradnica za javne zadeve pri Centru za mornarsko površinsko vojskovanje. . Verjamejo pa, da bi lahko uporabili kot zaščitni ščit za potapljače mornarice, če lahko ustvarijo mimiko v vodi.
Ideja bi bila, da bi sluzi, kot jo imajo hagfish, uporabili tako, da bi jo uporabili pred približevanjem plenilcem. Ključno je, pravi Kincer, v tem, da se sestavni deli blata, ki ga vsebujejo, držijo proč od vode, dokler ga potapljač ne mora namestiti. Morda bi ga lahko nosili v plastenki s papriko ali razpršilko, ali pa bi ga bilo mogoče nekako vgraditi v potapljaško obleko. Toda ekipa vidi veliko drugih možnosti za sluz, na primer bio-alternativo Kevlarju, pravi Kogot.
Kogot, biokemičar, prikazuje vzorec sintetične sluzi iz hagfish, ki je bila poustvarjena iz alfa in gama beljakovin pacifiških glog. (Fotografija ameriške mornarice Ron Newsome) Kako nastane sluz v resnici? Znanstveniki podrobnosti še vedno delajo. Odkrili pa so, da je sluz sestavljen iz kombinacije dveh glavnih sestavnih delov, dvojca beljakovinskih filamentov (kar mornarica posnema) in sluznice (želatinasta snov, ki daje smrčku in slini svojo spolzko teksturo). V hagfish so nitke vsebovane v tankih celičnih membranah, navitih "kot krogla volne, " pravi Lukas Böni, raziskovalec iz ETH Züricha, ki preučuje sluz za njegove potencialne uporabe v prehrambeni industriji kot alternativo komercialnim želatinam, ki ne ne potrebujejo ogrevanja. Drobni vlaknati snopiči se nahajajo skupaj z zavitki sluzi v približno 150 sluzastih porah, ki segajo po obeh straneh telesa soma.
Ko se hagfish počuti ogroženega, se skrči te pore in sprosti kroglice iz sluzastih vlaken in sluzi. Ko udarijo v vodo, se membrane počijo in tesno navita vlakna se razširijo.
"In tu se konča naše razumevanje, " pravi Douglas Fudge, raziskovalec na univerzi Chapman v Kaliforniji, ki je med raziskovanjem doktorskega razkritja razkril presenetljive lastnosti biofibrov. Vlakna se nekako prepletajo s sluzi in tvorijo sluzasto podvodno mrežo, ki jo večinoma sestavlja voda. Zdi se, da vlakna "tvorijo pajkovo mrežo pod vodo", pravi Böni, ki ni vključen v delo mornarice.
Kincer v mrežo raztegne sluz iz pacifiškega gnoja. (Fotografija ameriške mornarice Ron Newsome) Fudge, ki prav tako ni vpleten v delo mornarice, in njegova ekipa še vedno odkimavajo, kako se širitev dejansko dogaja. Ugotoviti je, da bi bil ta postopek končnega mešanja velika ovira, če bi sluz dejansko uporabili kot obrambo. Drugo potencialno vprašanje bi bilo ohranitev. Böni in njegova ekipa stabilizirajo glog, preden se pomeša z vodo z oljem ali citratnim pufrom, toda tudi sestavni deli so dobri samo dneve ali morda tedne.
Raziskovalci mornarice še zdaleč niso prvi, ki bi se dotaknili lastnosti te nenavadne snovi. Leta 2015 je skupina v Singapurju sintetizirala beljakovinske filamente z uporabo podobne metode in vstavila gene za beljakovine v bakterijo E. coli . Fudgeova raziskovalna skupina je prav tako zainteresirana za posnemanje sluzi, vendar namesto, da bi samo ustvarila nitke, želi goo poustvariti v celoti, da bi bolje razumeli, kako se tvori.
"Resnično smo osredotočeni na to vprašanje uvajanja - kako gre od koncentriranih stvari v žlezah do njihovega širjenja v morski vodi, " pravi Fudge.
Čeprav je sintetično ustvarjanje sluzi v velikih količinah še vedno veliko, mnogi vidijo to viskozno snov kot eko-material prihodnosti, saj je v oblačilih, repelentih za morske pse in hrani možen.
Torej nadzirajte gag refleks.
"Jedel sem ga že enkrat, " pravi Böni. "Po okusu je morska voda."
